"قوانين كبلر" - هذه العبارة مألوفة لكل من يعشق علم الفلك. من هذا الشخص؟ الترابط والترابط بين الواقع الموضوعي الذي وصفه؟ اكتشف عالم الفلك وعالم الرياضيات وعالم اللاهوت والفيلسوف أذكى رجل في عصره يوهانس كيبلر (1571-1630) قوانين حركة الكواكب في النظام الشمسي.
بداية الرحلة
يوهانس كيبلر ، مواطن من Weil der Stadt (ألمانيا) ، جاء إلى هذا العالم في ديسمبر 1571. ضعيف ، مع ضعف بصره ، تغلب الطفل على كل شيء ليفوز في هذه الحياة. بدأت دراسات الصبي في ليونبرج ، حيث انتقلت العائلة. في وقت لاحق ، انتقل إلى مؤسسة متقدمة ، مدرسة لاتينية ، لتعلم أساسيات اللغة ، والتي كان ينوي استخدامها في المنشورات المستقبلية.
في عام 1589 تخرج من المدرسة في دير مولبرون في مدينة ادلبورغ. في عام 1591 دخل الجامعة في توبنغن. تم إنشاء نظام تعليمي فعال من قبل الدوقات في أعقاب إدخال اللوثرية. بمساعدة الهبات والمنح الدراسية للفقراء ، حاولت السلطات ذلكلتزويد الجامعات بمتقدمين يمكن تدريبهم على رجال دين متعلمين قادرين على الدفاع عن العقيدة الجديدة في أوقات الجدل الديني المحتدم.
أثناء إقامته في المؤسسة التعليمية ، أصبح كيبلر تحت تأثير أستاذ علم الفلك مايكل موستلين. شارك الأخير سرا آراء كوبرنيكوس فيما يتعلق بفكرة مركز الشمس (الشمس في المركز) الكون ، على الرغم من أنه قام بتعليم الطلاب "وفقًا لبطليموس" (الأرض في المركز). أثارت المعرفة العميقة بأفكار العالم البولندي في كبلر اهتمامًا كبيرًا بعلم الفلك. لذلك كان لنظرية كوبرنيكوس مؤيد آخر سعى لفهم قوانين حركة الكواكب حول الشمس شخصيًا.
النظام الشمسي عمل فني
الغريب أن الشخص الذي اكتشف فيما بعد قوانين حركة الكواكب لم يعتبر نفسه عالم فلك بدعوته. طوال حياته ، اعتقد كبلر أن النظام الشمسي هو عمل فني ، يفيض بالظواهر الصوفية ، وكان يحلم بأن يصبح كاهنًا. أوضح عالم الفلك اهتمامه بنظرية كوبرنيكوس من خلال حقيقة أنه قبل استخلاص النتائج من بحثه الخاص ، يجب عليه دراسة الآراء المختلفة.
ومع ذلك ، تحدث أساتذة الجامعة عن كبلر كطالب يتمتع بعقل ممتاز. في عام 1591 ، بعد حصوله على درجة الماجستير ، واصل العالم دراسته في مجال اللاهوت. عندما اقتربوا من الانتهاء ، أصبح معروفًا أن أستاذًا للرياضيات قد توفي في المدرسة اللوثرية في غراتس. أوصت جامعة توبنغن بتعيين موهوبين في جميع المجالات لهذا المنصب.علاقة التخرج. إذن ، وداعًا لقوانين حركة الكواكب؟
بسم الله
يوهان البالغ من العمر 22 عامًا على مضض تخلى عن دعوته الأصلية ككاهن ، لكنه مع ذلك تولى واجبات مدرس الرياضيات في غراتس. أثناء إلقاء المحاضرة في فصله ، صور المعلم المبتدئ على السبورة بعض الأشكال الهندسية التي تتضمن دوائر متحدة المركز ومثلثات. وفجأة تبلورت فكرة أن مثل هذه الأشكال تعكس نسبة ثابتة معينة بين أحجام دائرتين ، بشرط أن يكون المثلث متساوي الأضلاع. ما هي نسبة المساحة بين الدائرتين؟ كانت عملية التفكير تكتسب زخما.
بعد عام ، نشر عالم لاهوت غير عادي عمله الأول ، The Mystery of the Universe (1596). في ذلك ، حدد وجهات نظره الإبداعية حول أسرار الكون ، مدعومة بالمعتقدات الدينية.
الذي اكتشف قوانين حركة الكواكب فعل ذلك باسم الله. وكشف الباحث عن المخطط الرياضي للكون ، توصل إلى استنتاج مفاده أن ستة كواكب محاطة بمجالات ، بينها خمسة متعددات وجوه منتظمة. بالطبع ، استند الإصدار على "حقيقة" أن هناك 6 أجرام سماوية فقط. حول مدار الأرض ، رسم كبلر مخططًا مثاليًا للثني عشر الوجوه وكرة تلامس مدار المريخ.
متعدد الوجوه الكمال
حول منطقة المريخ ، صور العالم رباعي الوجوه وكرة مجاورة لمدار كوكب المشتري. في المجسم العشريني في الكرة المدارية للأرض ، فإن كرة الزهرة "تتلاءم" تمامًا. باستخدام الباقيأنواع متعددات الوجوه الكاملة ، ونفس الشيء حدث مع البقية. والمثير للدهشة أن نسب مدارات الكواكب المجاورة ، المعروضة في نموذج الكرة المتداخلة لكبلر ، تزامنت مع حسابات كوبرنيكوس.
اكتشافًا لقوانين حركة الكواكب ، اعتمد الكاهن صاحب العقل الرياضي بشكل أساسي على الإلهام الإلهي. لم يكن لديه أساس حقيقي للحجج. تكمن أهمية أطروحة "أسرار الكون" في حقيقة أنها كانت الخطوة الأولى الحاسمة نحو التعرف على نظام مركزية الشمس للعالم الذي وضعه كوبرنيكوس.
الافتراضات مقابل الدقة العالية
في سبتمبر 1598 ، أجبر الحكام الكاثوليك البروتستانت في غراتس ، بمن فيهم كبلر ، على الخروج من المدينة. على الرغم من السماح لجوهان بالعودة ، إلا أن الوضع ظل متوترًا للغاية. بحثًا عن الدعم ، التفت إلى Tycho Brahe ، عالم الرياضيات والفلك في بلاط الإمبراطور رودولف الثاني. اشتهر العالم بمجموعته الرائعة من ملاحظات الكواكب.
عرف بعمل "سر الكون". ولكن عندما وصل منشئها في عام 1600 إلى مرصد تايكو الواقع خارج مدينة براغ ، رحب براهي ، الذي كان منخرطًا في بحث عالي الدقة (في ذلك الوقت) ، كمؤلف لعمل معين ، ولكن ليس كزميل له. واستمرت المواجهة بينهما حتى وفاة المنجم الدنماركي التي حدثت بعد عام. بعد رحيل المنافس إلى عالم آخر ، عُهد إلى كبلر بمهمة حراسة خزينة ملاحظاته. لقد ساعدوا الباحث بشكل كبير ليصبح الشخص الذي اكتشف قوانين الحركةالكواكب حول الشمس
مسار المريخ
لم يكتمل أحدث بحث أجراه Brage لإنشاء جدول لحركات الكواكب. كانت كل الآمال معلقة على خليفة. تم تعيينه عالم رياضيات إمبراطوري. على الرغم من العلاقة المتوترة مع زميله المتوفى ، كان كيبلر حرًا في متابعة اهتماماته الخاصة في علم الفلك. قرر مواصلة ملاحظاته للمريخ ووصف رؤيته الخاصة لمدار هذا الكوكب.
كان يوهان متأكدًا: من خلال فتح مسار المريخ المعقد ، من الممكن الكشف عن مسارات حركة جميع "المتجولين في الكون" الآخرين. خلافًا للاعتقاد الشائع ، لم يستخدم فقط ملاحظات براهي لاختيار شكل هندسي يناسب الوصف. وجه عالم اللاهوت أمس جهوده لاكتشاف نظرية فيزيائية لحركة "الأخوات اللائي يعشن في فضاء خال من الهواء" ، يمكن من خلالها استنتاج مداراتهن. بعد عمل بحثي عملاق ، ظهرت ثلاثة قوانين لحركة الكواكب.
القانون الأول
أنا. مدارات الكواكب عبارة عن قطع ناقص مع الشمس في إحدى البؤر.
أنشأ قانون حركة الكواكب في النظام الشمسي أن الكواكب تتحرك في قطع ناقص. ظهرت بعد ثماني سنوات من الحسابات باستخدام قاعدة بيانات جمعها تايكو براهي بناءً على ملاحظات حركة الكواكب لنجم المريخ. أطلق يوهان على عمله اسم "علم الفلك الجديد".
إذن ، وفقًا لقانون كبلر الأول ، فإن أي قطع ناقص له نقطتان هندسيتان تسمى البؤر (التركيز في المفرد). يتم دائمًا تلخيص المسافة الإجمالية من الكوكب إلى كل مركز من المراكزنفس الشيء بغض النظر عن مكان الكوكب في مسار حركته. تكمن أهمية الاكتشاف في أن الافتراض القائل بأن المدارات ليست دوائر كاملة (كما في نظرية مركزية الأرض) جعل الناس أقرب إلى فهم أكثر دقة ووضوحًا لصورة العالم.
القانون الثاني
II. يغطي الخط الذي يربط الكوكب بالشمس (متجه نصف القطر) مناطق متساوية في فترات زمنية متساوية بينما يتحرك الكوكب حول القطع الناقص.
أي في أي فترة زمنية ، على سبيل المثال ، بعد 30 يومًا ، يتغلب الكوكب على نفس المنطقة ، بغض النظر عن الفترة التي تختارها. إنه يتحرك بشكل أسرع مع اقترابه من الشمس وأبطأ كلما ابتعد ، لكنه يتحرك بسرعة متغيرة باستمرار أثناء تحركه حول مداره. تُلاحظ الحركة الأكثر "ذكاءً" عند الحضيض الشمسي (النقطة الأقرب إلى الشمس) والأكثر "قوة" عند الأوج (النقطة الأبعد عن الشمس). هكذا سبب الشخص الذي اكتشف قوانين حركة الكواكب.
القانون الثالث
III. يتناسب مربع الفترة الإجمالية للوقت المداري (T) مع مكعب متوسط المسافة من الكوكب إلى الشمس (R).
يسمى هذا المبدأ أحيانًا قانون الانسجام. يقارن الفترة الزمنية المدارية ونصف القطر المداري للكواكب. جوهر اكتشاف كبلر هو كما يلي: نسبة مربعات فترات الحركة ومكعبات متوسط المسافات من الشمس هي نفسها لكل كوكب.
للتكرار ، استندت قوانين كبلر لحركة الكواكب إلى ملاحظات جادة طويلة المدى ومعالجتها رياضيا. عرض الانتظام ، لم يكشفوا عن مشروطية الظواهر. في وقت لاحق ، اكتشف المكتشف الشهير لقانون الجاذبية الكونية ، نيوتن ، أن الإجابة تكمن في الخاصية المادية للأجسام لجذب بعضها البعض.
ظل جسدي هنا
على الرغم من نجاحه ، عانى كبلر باستمرار من مشاكل مالية ، وقلة الوقت للبحث ، والانتقال بحثًا عن الأماكن التي تم التسامح فيها مع معتقداته الدينية. حاول عدة مرات الحصول على منصب تدريسي في توبنغن ، لكن تم اعتباره خائنًا وبروتستانتيًا ورُفض.
توفي يوهانس كيبلر في 15 نوفمبر 1630 من نوبة حمى حادة. دفن في مقبرة بروتستانتية. في المرثية ، كتب ابنه الشرعي: "لقد استخدمت السماوات للقياس. الآن علي أن أقيس ظلال الأرض. على الرغم من أن روحي في الجنة ، إلا أن ظل جسدي يكمن هنا ".
نعم ، في البداية ، وبروح مفاهيم العصور الوسطى ، اعتقد العالم أن الكواكب تتحرك لأن لها أرواحًا ، وهذا سحر حي ، وليس مجرد كتل من المادة. في وقت لاحق ، أدرك أن النهج العلمي كان أكثر تبريرًا. حسنًا ، الكاهن وعالم الفلك ، الذي اكتشف قوانين حركة الكواكب ، سار بأمانة في طريق البصيرة. لكن دعونا نعترف بذلك لأنفسنا: في بعض الأحيان يبدو أن هناك الكثير من التصوف في الكون العلمي من خلال وعبر!
